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力の表し方の解き方/コツ ── 矢印の作図とフックの法則

力は目に見えませんが、大きさ・向き・作用点の3要素がそろえば、1本の矢印で完全に表すことができます。さらにフックの法則を使えば、バネの伸びから力の大きさが計算できます。作図とフックの法則の計算を、手順どおりにマスターしましょう。

力の表し方 を解く・整理する5ステップ

各ステップをクリックすると詳しい説明と例が開きます。

ステップ 1:ステップ1: 力の3要素を確認する

力を表すときは、まず大きさ(何N)・向き・作用点(どこにはたらくか)の3つを問題文から読み取ります。1つでも欠けると力は決まりません。「3N」だけでなく「どこに、どっち向きに」をセットで押さえることが、作図のスタートです。なお重さはN(ニュートン)で表し、g表示の問題は100g≒1Nに直してから扱います(中学では100g=1Nとして計算します)。

例題:「重さ3Nのカバンが机の上にある」→ 大きさ3N、向き下、作用点はカバンの中央(重心)の3つをセットで確認する。
ステップ 2:ステップ2: スケール(縮尺)を決めて矢印を描く

作図では最初に「1N=1cm」のようなスケールを決めます。矢印は作用点を始点にして、向きは力の向き、長さは「大きさ×スケール」で計算した値にします。複数の力を描くときも、必ず同じスケールでそろえます。

例題:スケールを1N=1cmと決めれば、3Nの重力は作用点から下向きに3cmの矢印で表す。
ステップ 3:ステップ3: 重力と垂直抗力をセットで描く

机の上に置かれた物体は動かないので、重力(下向き)と垂直抗力(上向き)がつり合っています。重力は物体の中央から下向き、垂直抗力は物体と机が接する面の中央から上向きに、同じ長さ・反対向きで描きます。

例題:スケール1N=1cmで描くなら、200gの本(重力2N)は本の中央から下向きに2cm、接面の中央から上向きに2cmの矢印を描く。
ステップ 4:ステップ4: フックの法則で比例計算をする

バネの伸びは加えた力の大きさに比例します。まず「1Nで何cm伸びるか」を確認し、あとはかけ算とわり算だけです。100gの物にはたらく重力はおよそ1N(中学では100g=1Nとして計算する)なので、g表示の問題はN(ニュートン)に直してから計算します。

例題:1Nで2cm伸びるバネに3Nを加える → 2×3=6cm。50g(=0.5N)なら 2×0.5=1cm。
ステップ 5:ステップ5: 単位と弾性限界をチェックする

答えを書く前に、力はN、伸びはcmになっているかを確認します。また、力をかけすぎてバネが戻らなくなる弾性限界を超えると比例は成り立ちません。グラフが原点を通る直線かどうかが、フックの法則が使える範囲の目印です。

例題:グラフが途中で曲がっていれば、その先は弾性限界を超えているのでフックの法則の計算では求められない。

これだけは覚える

力の3要素は大きさ・向き・作用点。矢印は作用点を始点に、向きと長さで力を表す。フックの法則は伸び∝力で、「1Nで何cm伸びるか」を最初に押さえれば計算は比例だけ。グラフは原点を通る直線。

よくあるつまずき

矢印の始点(根もと)に作用点の・印を打ち、矢印の先(やじり)は作用点ではなく力の向きを表します。「3N」だけで力を答えるのは不十分で、向きと作用点も必要。縮尺の違う矢印を長さで比べてはいけません。g表示のままで計算せず、必ずNに直す(中学では100g=1Nとして扱う)こと。

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出典・最終更新

  • 出典基盤:教科書(理科)の核となる手順と概念データに基づく整理。
  • 編集方針:教科書頻出の解き方・コツを、段階的なステップに分け、つまずきポイントと核となるルールを併記しています。
  • 最終更新:2026-06-27